2023学年湖南省株洲市重点中学高三下学期期中联考（全国I卷）物理试题试卷

2023学年湖南省株洲市重点中学高三下学期期中联考（全国I卷）物理试题试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图，质量为M=3kg的小滑块，从斜面顶点A静止开始沿ABC下滑，最后停在水平面D点，不计滑块从AB面滑上BC面，以及从BC面滑上CD面的机械能损失．已知：AB=BC=5m，CD=9m，θ=53°，β=37°，重力加速度g=10m/s2，在运动过程中，小滑块与接触面的动摩擦因数相同．则（）A．小滑块与接触面的动摩擦因数μ=0.5B．小滑块在AB面上运动时克服摩擦力做功，等于在BC面上运动克服摩擦力做功C．小滑块在AB面上运动时间大于小滑块在BC面上的运动时间D．小滑块在AB面上运动的加速度a1与小滑块在BC面上的运动的加速度a2之比是5/32、如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的检验电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则（）A．q1在A点的电势能大于q2在B点的电势能B．q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能C．q1的电荷量小于q2的电荷量D．q1的电荷量大于q2的电荷量3、如图所示，两电荷量分别为－Q和+2Q的点电荷固定在直线MN上，两者相距为L，以+2Q的点电荷所在位置为圆心、为半径画圆，a、b、c、d是圆周上四点，其中a、b在MN直线上，c、d两点连线垂直于MN，下列说法正确的是A．c、d两点的电势相同B．a点的电势高于b点的电势C．c、d两点的电场强度相同D．a点的电场强度小于b点的电场强度4、如图所示，甲、乙两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，甲、乙间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是（）A．甲、乙的质量之比为1:B．甲、乙所受弹簧弹力大小之比为:C．悬挂甲、乙的细线上拉力大小之比为1:D．快速撤去弹簧的瞬间，甲、乙的瞬时加速度大小之比为1:5、北京时间2019年11月5日1时43分，我国成功发射了北斗系统的第49颗卫星。据介绍，北斗系统由中圆地球轨道卫星、地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星三种卫星组成，其中中圆地球轨道卫星距地高度大约24万千米，地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星距地高度都是大约为3.6万千米。这三种卫星的轨道均为圆形。下列相关说法正确的是（）A．发射地球静止轨道卫星的速度应大于B．倾斜地球同步轨道卫星可以相对静止于某个城市的正上空C．根据题中信息和地球半径，可以估算出中圆地球轨道卫星的周期D．中圆地球轨道卫星的向心加速度小于倾斜地球同步轨道卫星的向心加速度6、小明乘坐竖直电梯经过1min可达顶楼，已知电梯在t=0时由静止开始上升，取竖直向上为正方向，该电梯的加速度a随时间t的变化图像如图所示。若电梯受力简化为只受重力与绳索拉力，则A．t=4.5s时，电梯处于失重状态B．在5～55s时间内，绳索拉力最小C．t=59.5s时，电梯处于超重状态D．t=60s时，绳索拉力的功率恰好为零二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、已知均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，一个均匀带正电的金属球壳的球心位于x轴上的O点，球壳与x轴相交于A、B两点，球壳半径为r，带电量为Q。现将球壳A处开有半径远小于球半径的小孔，减少的电荷量为q，不影响球壳上电荷的分布。已知球壳外侧两点C、D到A，B两点的距离均为r，则此时（）A．O点的电场强度大小为零 B．C点的电场强度大小为C．C点的电场强度大小为 D．D点的电场强度大小为8、如图，一定量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环，ABCD位于矩形的四个顶点上。下列说法正确的是。A．状态C的温度为B．从A→B，分子的平均动能减少C．从C→D，气体密度增大D．从D→A，气体压强增大、内能减小E.经历A→B→C→D→A一个循环，气体吸收的热量大于释放的热量9、如图所示，带有正电荷的A粒子和B粒子同时以同样大小的速度(速度方向与边界的夹角分别为30°、60°)从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的O点射入磁场，又恰好都不从另一边界飞出，则下列说法中正确的是（）A．A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为1∶B．A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为3(2－)∶1C．A、B两粒子的比荷之比是∶1D．A、B两粒子的比荷之比是(2＋)∶310、在光滑水平桌面中央固定一边长为0.3m的小正三棱柱abc俯视如图．长度为L=1m的细线，一端固定在a点，另一端拴住一个质量为m=0.5kg、不计大小的小球．初始时刻，把细线拉直在ca的延长线上，并给小球以v0=2m/s且垂直于细线方向的水平速度，由于光滑棱柱的存在，细线逐渐缠绕在棱柱上（不计细线与三棱柱碰撞过程中的能量损失）．已知细线所能承受的最大张力为7N，则下列说法中正确的是：A．细线断裂之前，小球角速度的大小保持不变B．细线断裂之前，小球的速度逐渐减小C．细线断裂之前，小球运动的总时间为0.7π（s）D．细线断裂之前，小球运动的位移大小为0.9（m）三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表V1的内阻，可选用的器材如下：A．待测电压表V1：量程3V，内阻约3kΩB．电压表V2：量程15V，内阻约21kΩC．电流表A：量程3A，内阻约1．1ΩD．定值电阻R1：2．1kΩE．滑动变阻器R1：1~211ΩF．滑动变阻器R2：1~2kΩG．电源E：电动势约为12V，内阻忽略不计H．开关、导线若干（1）现用多用电表测电压表V1的内阻，选择倍率“×111”挡，其它操作无误，多用电表表盘示数如图所示，则电压表V1的内阻约为Ω．（2）为了准确测量电压表V1的内阻，两位同学根据上述实验器材分别设计了如图甲和乙两个测量电路，你认为（选填“甲”或“乙”）更合理，并在实物图中用笔画线代替导线将电路图补充完整．（3）该实验中滑动变阻器应该选用（选填“R1”或“R2”）．（4）用已知量R1和V1、V2的示数U1、U2来表示电压表V1的内阻RV1=．12．（12分）用图所示实验装置验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，测出AB之间的距离h．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．(1)为了验证机械能守恒定律，还需要测量下列哪些物理量_____．A．A点与地面间的距离HB．小铁球的质量mC．小铁球从A到B的下落时间tABD．小铁球的直径d(2)小铁球通过光电门时的瞬时速度v=_____，若下落过程中机械能守恒，则与h的关系式为=_____．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）微棱镜增亮膜能有效提升LCD(液晶显示屏)亮度。如图甲所示为其工作原理截面图，从面光源发出的光线通过棱镜膜后，部分会定向出射到LCD上，部分会经过全反射返回到光源进行再利用。如图乙所示，等腰直角为一微棱镜的横截面，A=90，AB=AC=4a，紧贴BC边上的P点放一点光源，BP=BC。已知微棱镜材料的折射率n=，sin37=06，只研究从P点发出照射到AB边上的光线。(1)某一光线从AB边出射时，方向恰好垂直于BC边，求该光线在微棱镜内的入射角的正弦值；(2)某一部分光线可以依次在AB、AC两界面均发生全反射，再返回到BC边，求该部分光线在AB边上的照射区域长度。14．（16分）一导热性能良好的圆柱形气缸固定在水平面上，气缸上端开口，内壁光滑，截面积为。A是距底端高处的小卡环。质量为的活塞静止在卡环上，活塞下密封质量为的氢气，C为侧壁上的单向导管。大气压强恒定为。环境温度为时，从处注入水，当水深为时，关闭C，卡环恰对活塞无作用力。接下来又从处缓慢导入一定量氢气，稳定后再缓慢提升环境温度到，稳定时活塞静止在距缸底处，设注水过程中不漏气，不考虑水的蒸发，氢气不溶于水。求：①最初被封闭的氢气的压强；②导入氢气的质量。15．（12分）一列简谐横波在t＝s时的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点．图(b)是质点Q的振动图象。求：(ⅰ)波速及波的传播方向；(ⅱ)质点Q的平衡位置的x坐标。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解题分析】

A、根据动能定理得：,解得：，故A错误；B、小滑块在AB面上运动时所受的摩擦力大小f1=μMgcos53°，小滑块在BC面上运动时所受的摩擦力大小f2=μMgcos37°，则f1＜f2，而位移相等，则小滑块在AB面上运动时克服摩擦力做功小于小滑块在BC面上运动克服摩擦力做功，故B错误。C、根据题意易知小滑块在A、B面上运动的平均速度小于小滑块在B、C面上的平均速度，故小滑块在AB面上运动时间大于小滑块在BC面上运动时间，C正确；D、小滑块在AB面上运动的加速度，小滑块在BC面上运动的加速度，则，故D错误。故选C．2、D【解题分析】

由题，将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功，说明Q对q1、q2存在引力作用，则知Q带负电，电场线方向从无穷远到Q，根据顺着电场线方向电势降低，根据电场力做功与电势能变化的关系，分析得知q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能．B点的电势较高．由W=qU分析q1的电荷量与q2的电荷量的关系．【题目详解】将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功，则知Q对q1、q2存在引力作用，Q带负电，电场线方向从无穷远指向Q，所以A点电势高于B点电势；A与无穷远处间的电势差小于B与无穷远处间的电势差；由于外力克服电场力做的功相等，则由功能关系知，q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能；由W=qU得知，q1的电荷量大于q2的电荷量。故D正确。故选D。3、A【解题分析】

A、B、a、b、c、d四点在以点电荷+2Q为圆心的圆上，可知+2Q产生的电场在a、b、c、d四点的电势是相等的，所以a、b、c、d四点的总电势可以通过-Q产生的电场的电势确定，根据顺着电场线方向电势降低可知，b点的电势最高，c、d两点对称电势相等，a点电势最低；故A正确，B错误.C、+2Q的场源在c、d两点产生的场强大小相等，-Q的场源在c、d两点的产生的场强大小也相等，根据场强的合成可知两点的总场强大小相等，但方向不同，故c、d两点的电场强度不同；故C错误；D、由点电荷的场强公式，合成可得，方向向左；，方向向右；故；则D错误.故选A.【题目点拨】本题考查判断电势、场强大小的能力，要利用库仑定律和场强的矢量合成的方法对各点的电势和场强进行判定，并且要充分利用电场的叠加原理进行分析．4、D【解题分析】

B．因为是同一根弹簧，弹力相等，故B错误；AC．对甲乙两个物体受力分析，如图所示甲乙都处于静止状态，受力平衡，则有对甲，对乙，代入数据得故AC错误；D．快速撤去弹簧的瞬间，甲、乙所受合力为其重力在绳端的切向分力，根据牛顿运动定律有故D正确。故选D。5、C【解题分析】

A．11.2m/s是发射挣脱地球引力控制的航天器的最小速度，而地球静止轨道卫星仍然是围绕地球做匀速圆周运动，所以地球静止轨道卫星的发射速度定小于地球的第二宇宙速度11.2km/s，故A错误；B．倾斜地球同步轨道卫星只是绕地球做匀速圆周运动的周期为24小时，不可以相对静止于某个城市的正上空，故B错误；C．已知地球静止轨道卫星离地高度和地球半径，可得出地球静止轨道卫星的运动半径，其运动周期天，已知中圆地球轨道卫星距地面的高度和地球半径，可得出中圆地球轨道卫星的轨道半径，根据开普勒第三定律有代入可以得出中圆地球轨卫星的周期，故C正确；D．由于中圆地球轨道卫星距离地面高度小于倾斜地球同步轨道卫星距离地面高度，即中圆地球轨道卫星的运动半径较小，根据万有引力提供向心力有可知，中圆地球轨道卫星的向心加速度大于倾斜地球同步轨道卫星的向心加速度，D错误。故选C。6、D【解题分析】

A．电梯在t=1时由静止开始上升，加速度向上，电梯处于超重状态，此时加速度a＞1．t=4.5s时，a＞1，电梯也处于超重状态。故A错误。

B．5～55s时间内，a=1，电梯处于平衡状态，绳索拉力等于电梯的重力，应大于电梯失重时绳索的拉力，所以这段时间内绳索拉力不是最小。故B错误。

C．t=59.5s时，电梯减速向上运动，a＜1，加速度方向向下，电梯处于失重状态，故C错误。

D．根据a-t图象与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，由几何知识可知，61s内a-t图象与坐标轴所围的面积为1，所以速度的变化量为1，而电梯的初速度为1，所以t=61s时，电梯速度恰好为1，根据P=Fv可知绳索拉力的功率恰好为零，故D正确。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BD【解题分析】

A．根据电场强度的合成可得，O点的电场强度大小故A错误；BC．C点的电场强度大小故B正确，C错误；D．根据电场强度的合成可得，D点的电场强度大小故D正确。故选BD。8、ACE【解题分析】

A．过程为等压过程，则有即有解得过程也为等压过程，则有即解得故A正确；B．从A→B从A→B，温度升高，分子平均动能增大，故B错误；C．过程为等压变化过程，由图可知，气体体积减小，气体质量不变，则气体密度增大，故C正确；D．从D→A，由图可知，气体压强增大，温度升高，气体内能增大，故D错误；E．经历A→B→C→D→A一个循环,气体内能不变；在p-V图象中，图象与坐标轴围成面积表示功，所以，即整个过程，气体对外界做功，所以气体吸收的热量大于释放的热量，故E正确。故选ACE。9、BD【解题分析】

AB．设AB两粒子在磁场中做圆周运动的半径分别为R和r，根据上图可知联立解得故A错误，B正确。CD．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得，由题意可知，两粒子的v大小与B都相同，则AB两粒子的之比与粒子的轨道半径成反比，即粒子比荷之比为，故C错误，D正确。故选BD。10、CD【解题分析】试题分析：A、B细线断裂之前，绳子拉力与速度垂直，不做功，不改变小球的速度大小，故小球的速度大小保持不变，由圆周运动的速度与角速度的关系式v=r，随r减小，小球角速度增大，故A、B错误；绳子刚断裂时，拉力大小为7N，由F=m，解得此时的半径为r=m，由于小球每转120°半径减小0.3m，则知小球刚好转过一周，细线断裂，则小球运动的总时间为t=，其中r1=1m，r2=0.7m，r3=0.4m，v0=2m/s，解得t=0.7π（s），故C正确；小球每转120°半径减小0.3m，细线断裂之前，小球运动的位移大小为0.9m，故D正确．故选CD考点：牛顿第二定律圆周运动规律三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、（1）3411；（2）乙；连图如图；（3）R1；（4）【解题分析】试题分析：（1）用多用电表测得的电压表的内阻为34×111Ω=3411Ω；（2）甲图中，因为电压表V2的电阻与R1阻值相当，通过电压表V2的电流不能忽略，故用通过R1的电流作为通过V1的电路，则误差较大；故用乙电路较合理；电路连接如图；（3）实验中滑动变阻器要用分压电路，故用选取阻值较小的R1；（4）根据欧姆定律可知：考点：测量电压表的内阻【名师点睛】此题使用电压表及定值电阻测定电压表的内阻；关键是要搞清实验的原理，认真分析实验可能带来的系统误差，结合部分电路的欧姆定律来处理实验的结果；此题是伏安法测电阻的改进实验，立意较新颖，是一道考查学生实验能力的好题．12、D【解题分析】

(1)[1]A．根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门的距离，故A错误；B．根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故B错误；C．利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；D．利用小球通过光电门的平均速